□ 국내 에너지 정책

ㅇ 현 국내 에너지 정책의 기본 방향은 태양광 및 풍력 등 신재생에너지 확대 (2030년 발전량의 20%), 온실가스 (2030년 BAU 대비 37%) 및 미세먼지 (국내 발생량의 30%)감축을 목표로 하고 있음.  이러한 정책 기조에 맞춰 탈원전/탈석탄 정책을 추진 중이며, 특히 석탄화력발전 부분의 경우 30년 이상 노후 화력발전 10기를 폐쇄할 예정에 있음. 그러나, 급진적인 에너지 믹스 전환은 기저부하의 비중 축소, 에너지안보 (LNG 물량 확보 측면)와 에너지 효율성/경제성 측면의 문제점이 발생할 우려가 있음.

□ 해외 에너지 정책 사례

ㅇ 주요 선진국들의 에너지 정책 사례를 살펴보면 공통적으로 태양광/풍력 에너지는 첨두부하를 담당하며, 기존 기저부하를 담당하는 석탄화력발전은 바이오매스로 연료전환을 추진하고 있는 상황임. 특히 우리나라와 에너지 구조가 비슷한 영국, 일본의 경우 최근 바이오매스 발전 비중이 크게 증가하였으며, 바이오매스 자원 확보를 위해 자국 내 산림 산업 활성화를 추진 중임. 따라서 해외 에너지 정책 사례를 benchmarking하여 기저부하를 담당하는 석탄화력발전에서 바이오매스 발전으로 연료전환을 통한 폐쇄 예정 석탄 발전소의 재가동 및 에너지 공급 안정화 방안 마련이 시급함.

□ 국내 미활용 바이오매스 활용의 필요성

ㅇ 신재생에너지공급의무화(Renewable Portfolio Standard, RPS) 정책 이행과 이산화탄소 배출 저감을 위해 국내 5개 발전사에서는 해외 우드펠릿을 수입하여 석탄과 혼소 또는 전소 하고 있는 실정임. (연간 약 170만톤, 발전용 석탄 사용량의 5% 이내) 그러나 전 세계적으로 우드펠릿의 수요가 증가함에 따라 매년 거래가격이 증가되고 있으며, 발전용 유연탄에 비해 약 2.5 배 이상의 높은 비용을 지불하고 있는 상황임. (20만 won/ton) 이에 따른 매년 수천억원의 심각한 국부유출 문제가 발생되어 국정감사에서 지적되고 있는 사안.

ㅇ 최근 바이오매스 관련 REC 가중치가 개정 (2018.05.18)되어 국내 미활용 바이오매스 전소발전의 경우 REC 가중치 2.0, 혼소는 1.5로 변경됨. 이에 따른 해외 우드펠릿 이용양은 줄어들며, 국내 미활용 바이오매스 자원의 두드러진 활용이 예상됨.

□ 국내 미활용 바이오매스 자원량

ㅇ 발전용 연료로 활용될 수 있는 국내 미활용 자원 대상은 임목 부산물 (벌채 부산물, 잎, 뿌리, 잔목, 가지 등)이며, 연간 400만톤이 발생되고 있어 수입 우드펠릿 전량 대체가 가능함.

ㅇ 또한, 다년생인 임목 부산물뿐만 아니라 단년생 초본계 바이오매스 (거대억새, 케나프, 농지부산물 등)도 활용이 가능하나, REC 가중지가 확보되지 않아 현재 사업추진에 어려움이 있음.

: 정부 및 각 지자체의 정책적 지원하에 논, 밭 및 유휴지 (새만금 간척지)에 계획 경작이 가능

□ 바이오매스 이용시 기술적/환경적 문제점

국내 바이오매스가 확보되더라도 석탄에서 바이오매스로 연료전환 시 심각한 기술적인 문제점이 발생됨.

ㅇ 운전 안정성 측면

- 임목 부산물과 초본계 바이오매스의 회분에는 알칼리계 금속 (K, Na, Ca 및 Cl)이 다량 함유되어 있음. 이런 알칼리계 금속은 고온 연소 시 운전장애 (고온부식, slagging, fouling)를 유발하는 물질이며, 설비고장, 설비가동율/운전 안정성을 저하시키고 발전효율을 감소시키는 등 악영향을 끼침.

(국내 사례 : 남동발전, 영동화력 125MW 바이오매스 전소 발전소)

ㅇ 환경적 측면

- 수송용연료(선박, 차량 등), 산업 현장 등 다양한 원인들이 보고 되고 있으나 화력발전소에서 발생되는 미세먼지가 가장 주목받고 있는 상황임. 또한 최근 보고에 따르면 바이오매스 내 알칼리계 금속이 초미세먼지 배출 (PM 1.0)의 주요 원인 인자로 지목되고 있음.

□ 국내 미활용 바이오매스 활용 방안 : Ashless Biomass Fuel

ㅇ Ashless Biomass Fuel 기술 개발은 정부출연연구기관인 한국에너지기술연구원(KIER)을 중심으로 추진중임.

ㅇ [핵심기술]

- 운전 장애/미세먼지 유발 인자(알칼리계 금속)를 90% 이상 제거하는 저회분 공정 기술.

- 연소시 초미세먼지 배출 감소.

- Ashless Biomass Fuel (K 500 ppm 이하, IDT 1,180 ℃ 이상) 생산 기술.

- 차세대 전력 생산 공정 (ESS, RED 등)과 연계 가능.

ㅇ 방안 1 : 국내 미활용 바이오매스 이용 발전연료 도입

REC 가중치 조정으로 인하여 국내산 바이오매스 활용이 불가피한 상황이 될 것으로 예상되며, 운전 안정성과 환경적 측면을 고려할 때 바이오매스 저회분 공정을 통한 알칼리 금속 등 무기질 제거 기술이 반드시 필요한 상황임. 저회분 공정 기술이 도입된 Ashless Biomass Fuel의 이용은 기술적/환경적 문제점을 해결함과 동시에 국내 바이오매스 산업 활성화에 큰 도움이 될 전망임.

ㅇ 방안 2 : 해외 CDM 사업 추진

석탄에서 바이오매스로 연료전환은 세계적인 흐름이며, 에너지 다소비 국가들을 중심으로 관련 산업이 육성되고 있는 실정임. 따라서, 국내 순수 기술인 Ashless Biomass Fuel 공정 기술을 바이오매스 자원 부국 현지에 수출이 가능하며, 이에 따른 현지 CDM 사업과 연계하여 국내 온실가스 감축을 추진 할 수 있을 것으로 예상됨.

ㅇ [기대효과]

- 온실가스 및 초미세먼지 감축 목표 달성을 통한 국민의 건강과 삶의 질 개선.

- 신재생에너지 정책의 안정적 추진을 위한 가교역할(브릿지 에너지) 수행.

- 폐쇄 예정인 노후 석탄 발전소 재활용에 따른 고용보존 및 국내 바이오매스 산업 활성화/에너지 안보 강화.

- 신토불이(身土不二) 바이오매스 기술의 해외 수출을 통한 중소기업 육성 및 CDM 사업 추진 가능.

- 우드펠릿 수입 대체로 인한 국부유출 방지.

- 대규모 화력발전 뿐만 아니라 지자차에의 소규모 분산 발전에도 용이.

□ 결론

ㅇ CO2/미세먼지 저감을 위한 석탄 대체 발전용 연료 확보가 시급

ㅇ REC 가중치 조정으로 국내산 바이오매스 활용이 불가피

ㅇ 한국에너지기술연구원에서 개발된 Ashless Biomass Fuel 연료 제조공정의 사업화를 통한 CO2/미세먼지 발생량 저감 및 신재생에너지 보급 확대가 가능할 것으로 판단됨.